Överbelastningsskydd av asynkrona elmotorer. Motoröverbelastningsskydd med termiskt relä. Underspänningsskydd

Skydd av elmotorer.

Typer av skador och onormala ED -driftsätt.

Skador på elmotorer. I lindningar av elektriska motorer kan jordfel i en fas av statorn, kortslutningar mellan varv och flerfasiga kortslutningar uppstå. Jordfel och flerfasfel kan också uppstå vid motorkablar, kablar, kopplingar och trattar. Kortslutningar i elmotorer åtföljs av passage av stora strömmar som förstör isolering och koppar av lindningarna, stålet i rotorn och statorn. För att skydda elmotorer från flerfasiga kortslutningar finns det ett strömavbrott eller ett längsgående differentialskydd som verkar vid utlösning.

Enfasiga jordfel i elektromotorernas statorlindningar med en spänning på 3-10 kV är mindre farliga än en kortslutning, eftersom de åtföljs av passagen av strömmar på 5-20 A, bestämt av den kapacitiva strömmen på nätverket. Med tanke på den relativt låga kostnaden för elmotorer med en effekt på mindre än 2000 kW, är skydd mot jordfel installerat på dem vid en jordfelsström på mer än 10 A, och på elmotorer med en effekt på mer än 2000 kW, vid en jordfelsström på mer än 5 A, verkar skyddet vid utlösning.

Skydd mot svängkretsar på elmotorer är inte installerat. Eliminering av skador av denna typ utförs genom annat skydd av elmotorer, eftersom svängningsfel i de flesta fall åtföljs av ett jordfel eller går in i en flerfas kortslutning.

Elmotorer med spänningar upp till 600 V skyddas mot kortslutning av alla typer (inklusive enfas) med hjälp av säkringar eller höghastighetselektromagnetiska utlösningar av effektbrytare.

Onormala arbetssätt. Huvudtypen av onormal drift för elmotorer är deras överbelastning med strömmar som är större än den nominella. Tillåten överbelastningstid för elmotorer, med, bestäms av följande uttryck:

Ris. 6.1. Elmotorströmmen beror på rotorhastigheten.

var k - den elektriska motorströmmen i förhållande till den nominella; A - koefficient beroende på typ och version av elmotorn: A == 250 - för slutna elmotorer med stor massa och dimensioner, A = 150 - för öppna elmotorer.

Överbelastning av elektriska motorer kan uppstå på grund av överbelastning av mekanismen (till exempel blockering av en kvarn eller kross med kol, igensättning av en fläkt eller slaggbitar i askavlägsningspumpen etc.) och dess funktionsfel (till exempel skador till lager etc.). Strömmar som väsentligt överstiger de nominella passerar vid start och självstartande elmotorer. Detta beror på en minskning av motorn hos elmotorn med en minskning av dess hastighet. Beroende på elmotorströmmen I från farten NS vid en konstant spänning över dess terminaler visas i fig. 6.1. Strömmen är av största vikt när elmotorns rotor står stilla; denna ström, kallad startström, är flera gånger högre än det nominella värdet för elmotorströmmen. Överbelastningsskydd kan verka på en signal, lossa en maskin eller stänga av en elektrisk motor. Efter att kortslutningen stängts av återställs spänningen vid elmotorns terminaler och frekvensen för dess rotation börjar öka. I detta fall passerar stora strömmar genom elmotorns lindningar, vars värden bestäms av elmotorns rotationshastighet och spänningen vid dess terminaler. En minskning av hastigheten med endast 10-25% leder till en minskning av motorn hos elmotorn till ett minimivärde som motsvarar startströmmen. Återställa den normala driften av elmotorn efter att kortslutningen har stängts av kallas självstart, och de strömmar som passerar genom den kallas självstartströmmar.

På alla asynkrona elmotorer kan självstart utföras utan risk för skada, och därför måste deras skydd avlägsnas från självstartsläget. Den oavbrutna driften av värmekraftverk beror på möjligheten och varaktigheten för självstart av asynkrona elektriska motorer för de viktigaste mekanismerna för deras egna behov. Om det på grund av ett stort spänningsfall är omöjligt att säkerställa självstart för alla elmotorer som körs, måste några av dem stängas av. För detta används ett speciellt underspänningsskydd som stänger av irrelevanta elmotorer när spänningen vid deras terminaler sjunker till 60-70% av den nominella. Vid avbrott i en av statorlindningens faser fortsätter elmotorn att fungera. I detta fall minskar rotorhastigheten något och lindningarna i de två oskadade faserna överbelastas med en ström 1,5-2 gånger högre än den nominella. Motorskydd mot drift i två faser används endast på elmotorer som skyddas av säkringar, om tvåfasdrift kan orsaka skador på elmotorn.

Vid kraftfulla värmekraftverk används tvåväxlade asynkrona elmotorer med en spänning på 6 kV i stor utsträckning som drivenhet för rökutblåsare, fläktar och cirkulationspumpar. Dessa elmotorer är tillverkade med två oberoende statorlindningar, som var och en är ansluten via en separat omkopplare, och båda statorlindningarna kan inte slås på samtidigt, för vilka en speciell spärr finns i styrkretsarna. Användningen av sådana elmotorer gör att du kan spara energi genom att ändra deras hastighet beroende på enhetens belastning. På sådana elmotorer är två uppsättningar reläskydd installerade.

I drift används också elektriska drivkretsar som möjliggör rotation av en mekanism (till exempel en kulkvarn) med två parade elektriska motorer, som är anslutna till en omkopplare. I detta fall är alla skydd vanliga för båda elmotorerna, med undantag för nollsekvensströmskydd, som tillhandahålls för varje elmotor och utförs med hjälp av strömreläer anslutna till nollsekvens CT installerad på varje kabel.

Skydd av asynkron EM från fas-till-fas kortslutning, överbelastning och jordfel.

För skydd mot flerfasiga kortslutningar av elmotorer upp till 5000 kW används vanligtvis maximal strömavbrott. Den enklaste överströmavstängningen kan utföras med direktverkande reläer inbyggda i brytaren. Med ett indirekt relä visas ett av de två scheman för anslutning av CT och relä, som visas i fig. 6.2 och 6.3. Avstängning utförs med oberoende strömreläer. Användningen av strömreläer med en beroende egenskap (fig. 6-3) gör det möjligt att ge samma skydd mot kortslutning och överbelastning. Avbruten driftström väljs enligt följande uttryck:

var k cx är kretskoefficienten lika med 1 för kretsen i fig. 6.3 och v3 för kretsen i fig. 6.2; I start - startström för elmotorn.

Om reläets pickupström avlägsnas från startströmmen, avstängs vanligtvis avstängningen på ett tillförlitligt sätt och från. ström, som elmotorn skickar till sektionen med en extern kortslutning.

Att känna till elmotorns märkström I nom och frekvens för startström k n som anges i katalogerna kan du beräkna startströmmen med följande uttryck:

Ris. 6.2 Motorskyddskrets med överströmavstängning med ett momentant överströmrelä: a- strömkretsar, b- operativa likströmskretsar

Som framgår av oscillogrammet som visas i fig. 6.4, som visar startströmmen för matningspumpens elmotor, vid det första startmomentet visas en kortvarig topp för magnetiseringsströmmen, som överstiger elmotorns startström. För att detunera från denna topp väljs avstängningsströmmen med hänsyn till säkerhetsfaktorn: k n =1,8 för reläer av typ RT-40 som verkar genom ett mellanrelä; k n = 2 för reläer av typerna IT-82, IT-84 (RT-82, RT-84), samt för direktverkande reläer.

Ris. 6.3. Elektrisk motorskyddskrets mot kortslutning och överbelastning med två RT-84-reläer: a- strömkretsar, b- operativa likströmskretsar.

Ris. 6 4. Oscillogram för elmotorns startström.

strömavbrott för elmotorer upp till 2000 kW bör som regel utföras enligt den enklaste och billigaste enkelreläkretsen (se fig. 6.2). Nackdelen med detta schema är emellertid dess lägre känslighet jämfört med avstängningen enligt schemat i fig. 6.3, till en tvåfas kortslutning mellan en av de faser där CT är installerad och fasen utan CT. Detta sker, eftersom utlösningsströmmen för avstängningen enligt enkelreläkretsen enligt (6.1) är v3 gånger högre än i tvåreläkretsen. På elektriska motorer med en kapacitet på 2000-5000 kW utförs därför strömavbrottet för att öka känsligheten med två-relä. En två-relä-avstängningskrets bör också användas på elmotorer med en effekt upp till 2000 kW, om känslighetenskoefficienten för en enreläkrets vid en tvåfas kortslutning vid motorterminalerna är mindre än två.

På elmotorer med en effekt på 5000 kW och mer installeras longitudinellt differentialskydd, vilket ger en högre känslighet för kortslutning vid terminalerna och i lindningarna på elmotorerna. Detta skydd utförs i en tvåfas- eller trefasversion med ett relä av typen RNT-565 (liknande skyddet för generatorer). Det rekommenderas att ta driftströmmen 2 I Nej.

Eftersom skyddet i tvåfasversionen inte reagerar på dubbla jordfel, varav ett sker i motorlindningen på en fas V , där det inte finns någon CT, installeras dessutom ett särskilt skydd mot dubbla kortslutningar utan tidsfördröjning.

ÖVERBELASTNINGSSKYDD

Överbelastningsskydd installeras endast på elektriska motorer som utsätts för tekniska överbelastningar (kvarnfläktar, rökutblåsare, kvarnar, krossar, mudderpumpar etc.), som regel med en signal eller lossning av mekanismen. Så, till exempel, på elmotorer i gruvkvarnar kan skyddet verka för att stänga av elmotorn i mekanismen som levererar kol, och därigenom förhindra att kvarnen blockerar kol.

Överbelastningsskyddet bör endast stänga av den elektriska motorn som den är installerad på om orsaken till överbelastningen inte kan elimineras utan att elmotorn stannar. Användning av överbelastningsskydd med utlösning är också tillrådligt i obemannade installationer.

Överbelastningsskyddsströmmen är lika med:

var k n = 1,1-1,2.

I detta fall kommer överbelastningsskyddsreläerna att kunna arbeta från startströmmen, därför tar skyddstidsfördröjningen 10-20 sekunder beroende på villkoret för avstängning från elmotorns starttid. Överbelastningsskydd utförs med hjälp av ett induktivt element i IT-80 (RT-80) reläet (se bild 6.3). Om elmotorn måste stängas av vid överbelastning används reläer av typen IT-82 (RT-82) i skyddskretsen. På elmotorer, vars skydd mot överbelastning inte bör verka vid avstängning, är det lämpligt att använda ett relä med två par kontakter av typen IT-84 (RT-84), vilket ger en separat åtgärd av avstängning och induktion element.

För ett antal elmotorer (rökutblåsare, fläktar, kvarnar), vars vändningstid är 30-35 s, kompletteras överbelastningsskyddskretsen med RT-84-reläet med ett tidsrelä för EV-144 typ, som träder i kraft efter att den aktuella reläkontakten stängs. I detta fall kan fördröjningen av skyddstiden ökas upp till 36 sekunder. Nyligen, för överbelastningsskydd av hjälpmotorer, har en skyddskrets använts med ett strömrelä av RT-40-typ och ett tidsrelä av EV-144-typ, och för elmotorer med en starttid på mer än 20 s -ett tidsrelä av typen VL -34 (med en skala på 1 -100 s).

Underspänningsskydd.

Efter att kortslutningen är frånkopplad sker självstarten av elmotorerna, anslutna till sektionen eller bussystemet, på vilket det under kortslutningen skedde en minskning av spänningen. Självstartande strömmar, flera gånger högre än de nominella, passerar genom matningsledningarna (eller transformatorerna) för sina egna behov. Som ett resultat minskar spänningen på bussarna med hjälpbehov och följaktligen på elmotorerna så mycket att vridmomentet på elmotorns axel kan vara otillräckligt för att den ska vända. Självstart av elektriska motorer får inte ske om busspänningen är under 55-65% I Nej. För att säkerställa självstart av de mest kritiska elmotorerna är ett underspänningsskydd installerat som stänger av icke-kritiska elmotorer, vars frånvaro under en tid inte kommer att påverka produktionsprocessen. Samtidigt minskar den totala självstartströmmen och spänningen på hjälpbussarna ökar, på grund av vilken självstart av kritiska elmotorer säkerställs.

I vissa fall stängs underspänningsskyddet vid längre spänningsfel också av de kritiska elmotorerna. Detta är särskilt nödvändigt för att starta ATS -kretsen för elmotorer, liksom för produktionstekniken. Så, till exempel, om alla rökutblåsare slutar, är det nödvändigt att stänga av bruket och blåsa fläktar och dammmatare; vid avbrott i fläktar - kvarnfläktar och dammmatare. Koppling av kritiska elmotorer genom underspänningsskydd utförs också i fall där deras självstart är oacceptabel av säkerhetsskäl eller på grund av risken för skador på de drivna mekanismerna.

Det enklaste underspänningsskyddet kan utföras med ett spänningsrelä anslutet till fas-till-fas-spänningen. En sådan implementering av skyddet är emellertid opålitlig, eftersom en felaktig avstängning av elektriska motorer är möjlig vid avbrott i spänningskretsarna. Därför används en enkelreläskyddskrets endast vid användning av ett direktverkande relä.För att förhindra falsk drift av skydd vid spänningskretsfel används speciella spänningsreläomkopplingskretsar. Ett av dessa system för fyra elmotorer, utvecklat på Tyazhpromelektroproekt, visas i fig. 6.5. Direkt underspänningsrelä KVT1-KVT4 ingår för fas-till-fas spänningar ab och före Kristus. För att öka skyddets tillförlitlighet drivs dessa reläer separat från enheter och mätare, som är anslutna till spänningskretsar genom en trefasbrytare SF3 med omedelbar elektromagnetisk frigöring (två faser av effektbrytaren används).

Fas V spänningskretsar är inte jordade tråkiga, utan genom en säkring FV, vilket eliminerar möjligheten till enfas kortslutning i spänningskretsar och ökar också skyddets tillförlitlighet. I fas A skydd installerad enfasig effektbrytare SFI med en elektromagnetisk momentan frisläppning och i fas MED - en strömbrytare med fördröjd termisk frisättning. Mellan faserna A och MED en kondensator C med en kapacitet på cirka 30 μF ingår, vars syfte anges nedan.

Ris. 6 5. Underspänningsskyddskrets med direktverkande relä, typ RNV

Vid skador i spänningskretsar fungerar det övervägda skyddet enligt följande. Kortslutningen i en av faserna till jord, som nämnts ovan, leder inte till att brytarna bryts, eftersom spänningskretsarna inte har en fast jord. Med tvåfas kortslutning av faser V och MED bara effektbrytaren löser ut SF2 fas MED... Spänningsrelä KVT1 och KVT2 förbli ansluten till den normala spänningen och starta därför inte. Relä KVT3 och KVT4, utlöses av en kortslutning i spänningskretsar, efter att brytaren har öppnats SF2 kommer att dra upp igen, eftersom de kommer att få energi från fasen A genom kondensator MED. Med kortslutningsfaser AB eller SOM strömbrytaren öppnas SF1, i fas A. Efter att ha kopplat bort kortslutningsreläet KVT1 och KVT2 kommer att dra upp igen under spänningens verkan från fasen MED, kommer genom kondensator C. Relä KVT3 och KVT4 startar inte. Reläer kommer att bete sig på samma sätt vid fasfel A och MED... Således fungerar det övervägda skyddssystemet inte falskt med den mest troliga skadan på spänningskretsarna. Felaktig användning av skyddet är endast möjlig vid osannolik skada på spänningskretsar - trefas kortslutning eller när strömbrytarna är avstängda SF1 och SF2. Signalering av spänningskretsfel utförs av reläkontakter KV1.1, KV2.1, KV3.1 och kontakter från strömbrytare SF1.1, SF2.1, SF3.1.

I installationer med konstant driftström utförs underspänningsskydd för varje sektion av hjälpskenorna enligt diagrammet som visas i fig. 6.6. Tidsreläkrets KT1, fungerar för att stänga av icke-ansvariga elmotorer, kontakter på tre minimispänningsreläer är seriekopplade KV1. Tack vare att reläet slås på förhindras falsk drift av skyddet när någon säkring i spänningstransformatorkretsarna går. Relä triggerspänning KV1 accepterade ca 70% U Nej.

Ris. 6.6. Underspänningsskyddskrets för konstant driftström: a- AC -spänningskretsar; b- driftskedjor Jag - att stänga av irrelevanta motorer; II- att stänga av kritiska motorer.

Fördröjningen av skyddstiden för att koppla bort icke-kritiska elmotorer avlägsnas från elmotorernas avstängning och är inställd på 0,5-1,5 s. Tidsfördröjningen för att stänga av kritiska elmotorer tas 10-15 s, så att skyddet inte påverkar att stänga av dem vid spänningsfall orsakade av kortslutning och självstart av elektriska motorer. Som driftserfarenheten visar, varar självstart av elektriska motorer i ett antal fall 20-25 sekunder med en minskning av spänningen på hjälpbussarna till 60-70% U nom . Samtidigt, om du inte vidtar ytterligare åtgärder, kommer underspänningsskyddet (relä KV1), har en upphämtningsinställning (0,6-0,7) U nom , kan modifiera och stänga av kritiska elmotorer. För att förhindra detta i tidsreläspolen KT2, vid avstängning av kritiska elmotorer slås kontakten på KV2.1 fjärde spänningsrelä KV2. Detta underspänningsrelä har en pickupinställning i storleksordningen (0,4-0,5) U nom och återvänder tillförlitligt under självstart. Relä KV2 kommer att hålla kontakten stängd under en lång tid först när spänningen är helt borttagen från hjälpbussarna. I fall där självstartens varaktighet är kortare än reläets tidsfördröjning KT2, relä KV2 inte installerad.

Nyligen har kraftverk använt ett annat skyddssystem, som visas i fig. 6.7. Denna krets använder tre startreläer: spänningsrelä med negativ sekvens KV1 typ RNF-1M och underspänningsrelä KV2 och KV3 typ RN-54/160.

Ris. 6.7. Underspänningsskyddskrets med spänningsrelä med positiv sekvens: a- spänningskretsar; b- driftskedjor

I normalt läge, när fas-till-fas-spänningarna är symmetriska, är den normalt öppna kontakten KV1.1 i tidsreläets lindningskrets CT1 och KT2 stängd och stängning KV1.2öppna i signalkretsen. Reläavbrottskontakter K.V2.1 och KV3.1 samtidigt öppna. Med en minskning av spänningen på alla faser, kontakten KV1.1 kommer att förbli stängd och agera i tur och ordning: första etappen av underspänningsskydd, som utförs med hjälp av ett relä KV2(upphämtningsinställning 0.7 U nom) och KT1; den andra - med hjälp av ett relä KV3(upphämtningsinställning 0,5 U nom) och KT2. Vid kränkning av en eller två faser i spänningskretsarna aktiveras reläet KV1, vars slutkontakt KV1.2 en signal om ett fel på spänningskretsarna ges. När varje steg i skyddet utlöses tillförs skenorna ett plus SHMN1 och SHMN2 varifrån den kommer från kretsen för att stänga av elektriska motorer. Skyddsåtgärden signaleras av indikatorreläer KN1 och KH2, med parallella lindningar.

Under driften av olika elektriska installationer uppstår nödlägen. De viktigaste är kortslutningar, tekniska överbelastningar, ofullständiga faslägen, störning av rotorn i en elektrisk maskin.

Nödlägen för elektriska motorer

Under kortslutning läget förstås när överbelastningsströmmen överskrider den nominella med flera gånger. Överbelastningsläget kännetecknas av ett överskott av strömmen med 1,5 - 1,8 gånger. Teknologisk överbelastning leder till en ökning av temperaturen på motorlindningarna över den tillåtna, dess gradvisa förstörelse och misslyckande.

Fasförlust (fasförlust) inträffar om en säkring går i en fas, ledningsbrott, kontaktfel. I detta fall sker en omfördelning av strömmar, ökade strömmar börjar strömma genom lindningarna på elmotorn, det är inte uteslutet att mekanismen stannar och den elektriska maskinen går sönder. De mest känsliga för halvfaslägen är elmotorer med låg och medelhög effekt, dvs som oftast används inom industri och jordbruk.

Rotorn har fastnat elektrisk maskin kan uppstå när lagret förstörs, arbetsmaskinen har fastnat. Detta är den svåraste behandlingen. Temperaturhöjningen för statorlindningen når 7 - 10 ° C per sekund, efter 10 - 15 s går motortemperaturen över de tillåtna gränserna. Detta läge är farligast för motorer med låg och medelhög effekt.

Det största antalet nödavbrott hos elmotorer beror på tekniska överbelastningar, störningar, förstöring av lageraggregatet... Upp till 15% av fel uppstår på grund av fasfel och förekomsten av oacceptabel obalans i spänningen.

Typer av elektriska anordningar för skydd av elmotorer

För att skydda elektrisk utrustning från nödlägen produceras seriebrytare, säkringar, inbyggda temperaturskyddsanordningar, faskänsligt skydd och andra enheter.

När du väljer typ av skydd beaktas specifika driftsförhållanden, hastighet, tillförlitlighet, användarvänlighet och ekonomiska indikatorer.

I elektriska installationer upp till 1000 V utförs vanligtvis kortslutningsskydd säkringar eller elektromagnetiska överströmslösningar inbyggda i strömbrytarna.

Dessutom kan skydd mot kortslutning av elektriska motorer utföras av ett strömrelä anslutet till en av statorfaserna direkt eller genom en strömtransformator och ett tidsrelä.

Överbelastningsskydd De är indelade i två typer: direktverkande skydd, som reagerar på överström, och indirekt skydd, som reagerar på övertemperatur. Värmereläer är den vanligaste typen av överströmsskydd som används för att skydda elmotorer mot överbelastning (inklusive störningar). De tillverkas i serien TRN, TRP, RTT, RTL. Trefasiga termiska reläer PTT och RTL skyddar också mot fasförlust.

Faskänsligt skydd (FUS) skyddar mot fasförlust, mekanismstopp, kortslutning, låg isolationsmotstånd hos elmotorn.

Skydd mot överbelastning och störning av mekanismen kan också utföras med hjälp av special säkerhetskopplingar... Den angivna typen av skydd används på pressutrustning. För att skydda mot fassvikt produceras seriefelrelä av typen E-511, EL-8, EL-10, moderna elektroniska och mikroprocessorreläer.

Skyddet av indirekta åtgärder inkluderar inbyggt temperaturskydd UVTZ, som inte svarar på det aktuella värdet, utan på temperaturen på den elektriska motorlindningen, oavsett orsaken till uppvärmningen. För närvarande används för dessa ändamål modernare elektroniska och mikroprocessorbaserade termiska reläer alltmer, som svarar på förändringar i motståndet hos termistorer inbyggda i elmotorns statorlindning.

Förfarandet för att välja typ av skydd för elmotorer

När du väljer typ av skydd måste du vägledas av följande bestämmelser:

de mest kritiska elektriska mottagarna, vars fel kan leda till stora skador, utsatt för systematisk kontaminering, eller drift vid förhöjda temperaturer, såväl som vid plötsligt växlande laster (krossar, sågverk, finslipmaskiner) bör skyddas med inbyggd temperatur skydd och strömbrytare eller säkringar.

Skydd av lågeffektmotorer (upp till 1,1 kW), som servas av högkvalificerad personal, kan utföras med termiska reläer och säkringar.

Det rekommenderas att skydda skyddet för elmotorer med genomsnittlig effekt (mer än 1,1 kW) som fungerar utan underhållspersonal med faskänsliga enheter.

Värmereläer, faskänsligt skydd och inbyggt temperaturskydd fungerar pålitligt vid låga överbelastningar och långsiktiga driftslägen. Valet av den föredragna apparaten i detta fall måste göras med hänsyn till ekonomiska indikatorer. Vid variabla belastningar med en period av belastningsfluktuationer som motsvarar motorns konstanta uppvärmning fungerar inte termiska reläer tillförlitligt och ett integrerat temperaturskydd eller faskänsligt skydd bör användas. Under slumpmässiga belastningar är skyddsanordningar som fungerar som en funktion av temperaturen snarare än strömmen mer tillförlitliga.

När den elektriska drivenheten kopplas till ett ofullständigt fasnät, strömmar en ström nära startströmmen genom dess lindningar och skyddsanordningarna fungerar pålitligt. Men om ett fasavbrott inträffar efter att elmotorn har slagits på beror strömstyrkan på belastningen. Termiska reläer i detta fall har en betydande dödzon och det är bättre att använda faskänsligt skydd och inbyggt temperaturskydd.

För långvariga starter är användning av termiska reläer oönskad. Om det börjar med underspänning kan det termiska reläet felaktigt utlösa motorn.

När rotorn på en elmotor eller en arbetsmaskin har fastnat är strömmen i dess lindningar 5-6 gånger högre än den nominella. Termiska reläer i denna situation måste stänga av elmotorn inom 1-2 sekunder. Temperaturskydd vid överström 1,6 gånger och högre har dock ett stort dynamiskt fel, så elmotorn kanske inte stängs av, det blir oacceptabel överhettning av lindningarna och en kraftig minskning av den elektriska maskinens livslängd. Värmereläer och inbyggt termiskt överbelastningsskydd fungerar med låg effektivitet. Det är bättre att använda faskänsligt skydd i sådana situationer.

Vid användning av moderna värmereläer RTT och RTL är felfrekvensen för elektrisk utrustning mycket lägre än vid användning av ett relä av typen TRN, TRP och är i vissa fall jämförbar med felfrekvensen vid installation av inbyggt temperaturskydd.

För närvarande används för att skydda särskilt viktiga elmotorer moderna, som kombinerar alla typer av skydd och har möjlighet att flexibelt justera svarsparametrarna.

Användningsområdet för olika skyddsanordningar beror på antalet elektriska utrustningsfel, mängden tekniska skador vid avstängning, kostnaden för att köpa skyddsutrustning. En förstudie krävs för att välja det föredragna alternativet.

Överbelastningsskydd av en elmotor idag är en av de viktigaste uppgifterna som måste lösas för att denna enhet ska fungera framgångsrikt. Dessa typer av motorer används ganska brett, och därför har många sätt uppfunnits för att skydda dem från olika negativa effekter.

Skyddsnivåer

Det finns en mängd olika enheter för att skydda denna utrustning, men de kan alla delas in i nivåer.

Extern kortslutningsskyddsnivå. Oftast används olika typer av reläer här. Dessa enheter och skyddsnivå ligger på den officiella nivån. Med andra ord är detta en obligatorisk skyddspost som måste installeras i enlighet med säkerhetsreglerna på Ryska federationens territorium.
Reläet för skydd av elmotorn mot överbelastning hjälper till att undvika olika kritiska skador under drift, liksom möjliga skador. Dessa enheter hör också till den externa skyddsnivån.
Det inre skyddsskiktet förhindrar eventuell överhettning av motordelar. Detta görs ibland med hjälp av externa switchar och ibland överbelastningsreläer.

Orsaker till maskinvarufel

Idag finns det en mängd olika problem på grund av vilka prestandan hos en elmotor kan störas om den inte är utrustad med skyddsanordningar.

En låg elektrisk spänning eller omvänt en för hög matningsnivå kan leda till fel.
Möjlig uppdelning på grund av att frekvensen för strömförsörjningen kommer att förändras för snabbt och ofta.
Felaktig installation av enheten eller dess komponenter kan också vara farligt.
Temperaturökning till kritiskt värde eller högre.
För lite kylning leder också till haverier.
Den ökade omgivningstemperaturen har en stark negativ effekt.
Få vet att undertryck eller motorinstallation långt över havet, vilket orsakar undertryck, också har en negativ inverkan.
Naturligtvis är det nödvändigt att skydda elmotorn från överbelastning som kan uppstå på grund av strömavbrott.
Frekvent till- och frånkoppling av enheten är en negativ defekt som också måste elimineras med hjälp av skyddsanordningar.

Säkringar

Skyddsutrustningens fullständiga namn är en smältbar säkerhetsbrytare. Denna enhet kombinerar både en effektbrytare och en säkring, som är placerade i ett hus. Omkopplaren kan också användas för att manuellt öppna eller stänga kretsen. Säkringen skyddar elmotorn mot överström.

Det är värt att notera att nödströmbrytarens design ger närvaro av ett speciellt hölje som skyddar personalen från oavsiktlig kontakt med enhetens terminaler, liksom själva kontakterna från oxidation.

När det gäller säkringen måste denna enhet kunna skilja mellan överström och kortslutning i kretsen. Detta är mycket viktigt, eftersom kortsiktig överström är acceptabelt. Motoröverbelastningsströmskyddet bör dock lösa ut omedelbart om denna parameter fortsätter att stiga.

Kortslutningssäkringar

Det finns en typ av säkring som är utformad för att skydda enheten mot kortslutning (kortslutning). Det är dock värt att notera här att den snabbverkande säkringen kan misslyckas om en kortvarig överbelastning inträffar när enheten startas, det vill säga en ökning av startströmmen. Av denna anledning används sådana enheter vanligtvis i nätverk där ett sådant hopp inte är möjligt. När det gäller själva motoröverbelastningsskyddet tål snabbsäkringen en ström som kommer att överstiga dess nominella med 500% om skillnaden inte varar mer än en kvart sekund.

Tidsfördröjningssäkringar

Teknikutvecklingen har lett till att det var möjligt att skapa en enhet för skydd mot både överbelastning och kortslutning samtidigt. Detta är en tidsfördröjningssäkring. Det säregna är att den klarar en femfaldig ökning av strömmen om den inte varar mer än 10 sekunder. En ännu starkare ökning av parametern är möjlig, men under en kortare period innan säkringen utlöses. Oftast räcker det dock med ett intervall på 10 sekunder för att både starta motorn och förhindra att säkringen går. Överbelastningsskydd, kortslutningsskydd, liksom andra typer av elmotorer, en sådan enhet anses vara en av de mest pålitliga.

Det är också värt att notera här hur svarstiden för denna skyddsanordning bestäms. Svarstiden för en säkring är det segment under vilket dess smältbara element (tråd) smälter. När tråden är helt smält öppnas kretsen. Om vi pratar om beroende av restid på överbelastning för denna typ av skyddsutrustning, så är de omvänt proportionella. Med andra ord fungerar strömskyddet för elmotorn mot överbelastning enligt följande - ju högre ström, desto snabbare smälter tråden, vilket innebär att tiden för att koppla ur kretsen minskar.

Magnetiska och termiska enheter

Idag anses automatiska enheter av termisk typ vara de mest pålitliga och ekonomiska enheterna för att skydda en elektrisk motor mot termisk överbelastning. Dessa enheter kan också motstå de höga strömamplituder som kan uppstå vid instrumentstart. Dessutom skyddar termiska säkringar mot störningar, till exempel låst rotor.

Överbelastningsskydd av asynkrona elmotorer kan utföras med automatiska magnetiska omkopplare. De är mycket pålitliga, exakta och ekonomiska. Dess särdrag ligger i det faktum att förändringen i omgivningstemperatur inte påverkar gränsen för dess funktion efter temperatur, vilket är mycket viktigt under vissa driftförhållanden. De skiljer sig också från termiska teman, de har en mer exakt responstid.

Överbelastningsrelä

Den här enhetens funktioner är dock ganska enkla och ganska viktiga.

En sådan anordning klarar ett kortvarigt strömfall under motorstart utan att bryta kretsen, vilket är viktigast.
Kretsen öppnas när strömmen ökar till värdet när det finns risk för skada på den skyddade enheten.
Efter att överbelastningen har tagits bort kan reläet återställas automatiskt eller det kan återställas manuellt.

Det bör noteras att överbelastningsskyddet för elmotorn med hjälp av ett relä utförs i enlighet med svarskarakteristiken. Med andra ord, beroende på enhetens klass. De vanligaste är klasserna 10, 20 och 30. Den första gruppen är reläer som fungerar vid överbelastning, inom 10 sekunder och om det numeriska värdet för strömmen överstiger 600% av det nominella. Den andra gruppen utlöses efter 20 sekunder eller mindre, den tredje, efter 30 sekunder eller mindre.

Säkringsskydd och reläer

Numera är det ganska vanligt att kombinera två skyddsmedel - säkringar och reläer. Denna kombination fungerar enligt följande. Säkringen måste skydda motorn mot kortslutning och måste därför ha en tillräckligt stor kapacitet. På grund av detta kan den inte skydda enheten från lägre men ändå farliga strömmar. Det är för att eliminera denna nackdel att reläer introduceras i systemet, som reagerar på svagare men ändå farliga strömfluktuationer. Det viktigaste i det här fallet är att justera säkringen så att den löser ut innan skador uppstår.

Utomhus skyddsutrustning

Numera används avancerade externa motorskyddssystem ganska ofta. De kan skydda enheten från överspänning, fasobalans, kan eliminera vibrationer eller begränsa antalet på- och avstängningar. Dessutom har sådana verktyg en inbyggd termosensor som hjälper till att övervaka temperaturen på lagren, stator. En annan egenskap hos en sådan enhet är att den kan uppfatta och bearbeta en digital signal som en temperatursensor skapar.

Huvudsyftet med extern skyddsutrustning är att bibehålla prestanda hos trefasmotorer. Förutom att kunna skydda motorn under strömavbrott har sådan utrustning också flera andra fördelar.

En utomhusenhet kan generera och signalera ett fel även innan den stör maskinens funktion.
Diagnosticerar de problem som redan har uppstått.
Låter dig kontrollera reläet under underhåll.

Baserat på det föregående kan det hävdas att det finns en mängd olika anordningar för att skydda en elektrisk motor mot överbelastning. Dessutom kan var och en av dem skydda enheten från vissa negativa påverkan, och därför är det lämpligt att kombinera dem.

En överbelastning av elmotorn uppstår i följande fall:

med långvarig start eller självstart;
av tekniska skäl, av mekanismer med fluktuerande last (lyftar, valsverk, etc.);
vid överbelastning av mekanismen som uppstår i kolkvarnar och krossar när råkol kommer in i dem och på andra mekanismer av liknande typ;
som ett resultat av att en fas går sönder;
vid skador på den mekaniska delen av elmotorn eller mekanismen, vilket orsakar ett ökat vridmoment M med och bromsa elmotorn.

Överbelastningar är stabila och kortsiktiga.

Endast ihållande överbelastning är farlig för elmotorn.

Överströmmar som orsakas av start eller självstart av elmotorn är kortsiktiga och förstörs själv när den normala rotationshastigheten uppnås. Dessa strömmar kan endast vara farliga om utplaceringen av elmotorn försenas eller om det vid självstart visar sig att M d.< М с. нач. . В последнем случае электродвигатель развернуться не сможет и длительно будет обтекаться пусковым током.

En betydande ökning av strömmen för elmotorn uppnås också med en fasförlust, som bara finns i elektriska motorer skyddade av säkringar, när en av dem brinner ut. Vid en nominell belastning, beroende på elmotorns parametrar, kommer ökningen av statorströmmen vid en fasförlust att vara ungefär (1,6 ÷ 2,5) I nom. Denna överbelastning är hållbar. Överströmmar orsakade av mekanisk skada på elmotorn eller mekanismen som roteras av den och överbelastning av mekanismen är också stabila.

Den största faran med överströmmar för en elmotor är den åtföljande ökningen av temperaturen på enskilda delar och först och främst av lindningarna.

En temperaturökning ökar försämringen av lindningsisoleringen och minskar därmed motorns livslängd.

Överbelastningskapaciteten hos en elektrisk motor bestäms av egenskaperna hos förhållandet mellan överströmens storlek och den tillåtna tiden för dess flöde:

t = T a -1 / k 2 -1

var t -tillåten överbelastningstid, sek;

T- uppvärmningstid konstant, sek;

a- koefficient beroende på typ av motorisolering, liksom frekvensen och arten av överströmmar; för asynkrona elmotorer i genomsnitt a = 1,3;

k- överströmens frekvens - förhållandet mellan denna ström och motorns märkström, d.v.s. k = I / I nom

Tidigare installerades överbelastningsskydd med avstängning på alla elmotorer, vilket i vissa fall ledde till felaktiga avstängningar av elmotorer.

När de för närvarande beslutar om installation av överbelastningsskydd på en elmotor, styrs de av villkoren för dess drift:

på elmotorer av mekanismer som inte skadas av tekniska överbelastningar (till exempel elektriska cirkulationsmotorer, matningspumpar etc.) och som inte har svåra start- eller självstartförhållanden, är överbelastningsskydd inte installerat.
på elmotorer som utsätts för tekniska överbelastningar (till exempel elmotorer i kvarnar, krossar, muddringspumpar etc.), liksom på elmotorer, som inte är självstartande, måste överbelastningsskydd installeras.
överbelastningsskydd utförs med en avstängning om elmotorn inte startar själv eller den tekniska överbelastningen inte kan avlägsnas från mekanismen utan att stänga av elmotorn.
överbelastningsskydd av elmotorn utförs med en inverkan på lossningen av mekanismen eller en signal om den tekniska överbelastningen kan avlägsnas från mekanismen automatiskt eller manuellt av personal utan att stoppa mekanismen och elmotorerna är under uppsikt av personal.
på elmotorer av mekanismer som kan ha både en överbelastning som kan elimineras under mekanismens drift och en överbelastning, vars eliminering är omöjlig utan att stoppa mekanismen, är det lämpligt att tillhandahålla skydd mot överströmmar med en kortare tidsfördröjning för lossning av mekanismen (om möjligt) och en längre tidsfördröjning för att stänga av elmotorn ... Ansvariga elmotorer för hjälpbehov hos kraftverk är under ständig övervakning av jourhavande personal, därför utförs deras skydd mot överbelastning främst med effekt på signalen.

Skydd av elektriska motorer som utsätts för teknisk överbelastning, det är önskvärt att ha sådant att det å ena sidan skyddar mot oacceptabla överbelastningar, och å andra sidan gör det möjligt att få ut det mesta av överbelastningskarakteristiken för elmotorn, med hänsyn till tidigare belastning och omgivningstemperatur.

För att undvika oväntade fel, kostsamma reparationer och efterföljande förluster på grund av motorstopp är det mycket viktigt att utrusta motorn med en skyddsanordning.

Motorskyddet har tre nivåer:

Externt kortslutningsskydd av installationen ... Externa skyddsanordningar är vanligtvis säkringar av olika slag eller kortslutningsskyddsreläer. Skyddsanordningar av denna typ är obligatoriska och officiellt godkända, de installeras i enlighet med säkerhetsföreskrifterna.

Externt överbelastningsskydd , d.v.s. skydd mot överbelastning av pumpmotorn och därmed förhindrande av skador och funktionsstörningar i elmotorn. Detta är överströmsskydd.

Inbyggt motorskydd med överhettningsskydd för att undvika skador och fel på elmotorn. Den inbyggda skyddsanordningen kräver alltid en extern omkopplare, och vissa typer av inbyggt motorskydd kräver till och med ett överbelastningsrelä.

Möjliga motorfelvillkor

Under drift kan olika störningar uppstå. Därför är det mycket viktigt att förutse möjligheten till fel och dess orsaker i förväg och skydda motorn så bra som möjligt. Följande är en lista över felförhållanden under vilka skador på motorn kan undvikas:

Dålig strömförsörjningskvalitet:

Högspänning

Underspänning

Obalanserad spänning / ström (överspänningar)

Frekvensändring

Felaktig installation, kränkning av lagringsvillkoren eller fel på själva elmotorn

En gradvis temperaturökning och den går utöver den tillåtna gränsen:

Otillräcklig kylning

Hög omgivningstemperatur

Minskat atmosfärstryck (drift på höga höjder över havet)

Hög vätsketemperatur

För hög viskositet hos arbetsvätskan

Frekvent till- / frånkoppling av elmotorn

För högt tröghetsmoment för lasten (olika för varje pump)

En kraftig temperaturökning:

Låst rotor

Fasförlust

För att skydda nätverket mot överbelastning och kortslutning när något av ovanstående felförhållanden inträffar, är det nödvändigt att avgöra vilken nätverksskyddsanordning som ska användas. Den bör automatiskt koppla bort strömmen från elnätet. En säkring är den enklaste enheten som har två funktioner. Som regel är säkringarna sammankopplade med en nödströmbrytare som kan koppla bort motorn från elnätet. På de följande sidorna kommer vi att titta på tre typer av säkringar när det gäller deras funktionsprincip och applikationer: säkringsbrytare, snabbverkande säkringar och tidsfördröjningssäkringar.

Säkringsomkopplaren är en nödströmbrytare och en säkring kombinerad i ett enda hus. Brytaren kan användas för att öppna och stänga kretsen manuellt, medan säkringen skyddar motorn mot överström. Omkopplare används i allmänhet i samband med serviceverksamhet när det är nödvändigt att avbryta strömförsörjningen.

Nödströmbrytaren har ett separat lock. Detta skydd skyddar personalen från oavsiktlig kontakt med elektriska terminaler och skyddar också omkopplaren från oxidation. Vissa EPO har inbyggda säkringar, andra levereras utan inbyggda säkringar och är endast utrustade med en strömbrytare.

Överströmskyddsanordningen (säkring) måste skilja mellan överström och kortslutning. Till exempel är mindre kortsiktiga överströmmar helt acceptabla. Men med en ytterligare strömökning måste skyddsanordningen aktiveras omedelbart. Det är mycket viktigt att omedelbart förhindra kortslutning. En säkrad brytare är ett exempel på en enhet som används för överströmskydd. Säkringar i rätt storlek i brytaren öppnar kretsen vid överström.

Snabba säkringar

Snabbverkande säkringar ger utmärkt kortslutningsskydd. Kortsiktiga överbelastningar, till exempel startströmmen för en elektrisk motor, kan dock orsaka att denna typ av säkring går sönder. Därför används snabbverkande säkringar bäst i nätverk som inte utsätts för betydande övergående strömmar. Normalt tål dessa säkringar cirka 500% av sin märkström i en kvart sekund. Efter denna tid smälter säkringsinsatsen och kretsen öppnas. Därför rekommenderas inte snabba säkringar i kretsar där inkopplingsströmmen ofta överstiger 500% av säkringsvärdet.

Tidsfördröjningssäkringar

Denna typ av säkring ger både överbelastning och kortslutningsskydd. Som regel tillåter de 5 gånger märkströmmen i 10 sekunder och ännu högre strömmar under en kortare tid. Detta är vanligtvis tillräckligt för att hålla motorn igång utan att säkringen öppnas. Å andra sidan, om överbelastningar uppstår som varar längre än smältningstiden för det smältbara elementet, öppnas också kretsen.

Säkringstiden är den tid det tar för säkringen (tråden) att smälta för att kretsen ska öppna. För säkringar är svarstiden omvänt proportionell mot det aktuella värdet - det betyder att ju större överström, desto kortare tidsperiod för kretsen att lösa ut.

I allmänhet kan man säga att pumpmotorer har en mycket kort accelerationstid: mindre än 1 sekund. I detta avseende är tidsfördröjningssäkringar med en märkström motsvarande motorns fullastningsström lämpliga för motorer.

Illustrationen till höger visar principen för säkringens drifttidskarakteristik. Abcissan visar förhållandet mellan aktuell ström och fulllastström: om motorn drar full belastningsström eller mindre öppnas inte säkringen. Men när strömmen är 10 gånger fulllastströmmen öppnas säkringen nästan omedelbart (0,01 s). Svarstiden är ritad på ordinataxeln.

Under uppstart flödar en ganska stor ström genom induktionsmotorn. I mycket sällsynta fall kommer detta att resultera i en avstängning med hjälp av reläer eller säkringar. Olika metoder för att starta elmotorn används för att minska startströmmen.

Vad är en effektbrytare och hur fungerar den?

Brytaren är en överströmsskyddsanordning. Den öppnar och stänger automatiskt kretsen med det inställda överströmvärdet. Om strömbrytaren används inom sitt räckvidd skadar det inte att öppna och stänga. När en överbelastning har inträffat kan effektbrytaren enkelt återaktiveras genom att helt enkelt återställa den.

Det finns två typer av effektbrytare: termisk och magnetisk.

Termiska brytare

Värmebrytare är den mest pålitliga och ekonomiska typen av skyddsanordningar som är lämpliga för elmotorer. De kan hantera de höga strömamplituder som uppstår när motorn startas och skydda motorn från fel som t.ex. låst rotor.

Magnetiska brytare

Magnetbrytare är exakta, pålitliga och ekonomiska. Magnetbrytaren är resistent mot temperaturförändringar, d.v.s. förändringar i omgivningstemperatur påverkar inte dess svarsgräns. Jämfört med termiska brytare har magnetiska kretsar en mer exakt responstid. Tabellen visar egenskaperna hos två typer av effektbrytare.

Strömbrytarens räckvidd

Strömbrytarna skiljer sig åt i utlösningsströmmen. Detta innebär att du alltid ska välja en strömbrytare som tål den högsta kortslutningsström som kan uppstå i ett givet system.

Överbelastningsreläfunktioner

Överbelastningsrelä:

När elmotorn startas får de motstå tillfälliga överbelastningar utan att kretsen bryts.

Öppna motorkretsen om strömmen överskrider det högsta tillåtna värdet och det finns risk för skador på motorn.

Ställ in på utgångsläget automatiskt eller manuellt efter överbelastning.

IEC och NEMA standardiserar överlastreläutlösningsklasser.

I allmänhet reagerar överbelastningsreläer på överbelastningsförhållanden enligt pickupegenskapen. För alla standarder (NEMA eller IEC) avgör produktklassificeringar hur lång tid reläet tar för att lösa ut vid överbelastning. De vanligaste klasserna är 10, 20 och 30. Den numeriska beteckningen återspeglar den tid som krävs för reläet att fungera. Ett klass 10 överbelastningsrelä fungerar på 10 sekunder eller mindre vid 600% fulllastström, ett klass 20 -relä fungerar på 20 sekunder eller mindre, och ett klass 30 -relä fungerar på 30 sekunder eller mindre.

Lutningen för utlösningskarakteristiken beror på motorns skyddsklass. IEC -motorer är vanligtvis skräddarsydda för en specifik applikation. Detta innebär att överbelastningsreläet kan hantera överskottsström som ligger mycket nära reläets maximala prestanda. Klass 10 är den vanligaste klassen för IEC -motorer. NEMA -motorer har en större intern kondensator, så klass 20 används mer vanligt.

Klass 10-reläer används vanligtvis för pumpmotorer eftersom motorernas accelerationstid är cirka 0,1-1 sekunder. Många industrilaster med hög tröghet kräver ett klass 20 -relä för att fungera.

Säkringarna skyddar installationen mot skador som kan orsakas av kortslutning. Därför måste säkringarna ha tillräcklig kapacitet. Lägre strömmar isoleras med ett överbelastningsrelä. Här motsvarar säkringens märkström inte elmotorns arbetsområde, utan den ström som kan skada installationens svagaste komponenter. Som nämnts tidigare ger säkringen kortslutningsskydd men inte överbelastningsskydd med låg ström.

Figuren visar de viktigaste parametrarna som ligger till grund för den samordnade driften av säkringar i kombination med ett överbelastningsrelä.

Det är mycket viktigt att säkringen går innan andra delar av installationen skadas termiskt av kortslutningar.

Moderna utomhusmotorskyddsreläer

Avancerade externa motorskyddssystem ger också skydd mot överspänning, fasobalans, begränsar antalet på / av -omkopplare och eliminerar vibrationer. Dessutom tillåter de stator- och lagertemperaturer att övervakas via en temperatursensor (PT100), för att mäta isolationsmotståndet och för att registrera omgivningstemperaturen. Utöver detta kan avancerade externa motorskyddssystem ta emot och bearbeta signalen från det inbyggda värmeskyddet. Senare i detta kapitel kommer vi att titta på ett termiskt skydd.

Externa motorskyddsreläer är utformade för att skydda trefasmotorer med hot om motorskador under en kort eller längre driftperiod. Förutom att skydda motorn har det externa skyddsreläet ett antal funktioner som ger elmotorn skydd i olika situationer:

Ger en signal innan ett fel uppstår som ett resultat av hela processen

Diagnostiserar fel som har inträffat

Gör att du kan kontrollera reläets funktion under underhåll

Övervakar lagertemperatur och vibrationer

Ett överbelastningsrelä kan anslutas till ett centralt byggnadshanteringssystem för kontinuerlig övervakning och felsökning online. Om ett externt skyddsrelä är installerat i överbelastningsreläet blir det mindre stillestånd på grund av processavbrott på grund av haveri. Detta uppnås genom att snabbt upptäcka fel och undvika skador på motorn.

Till exempel kan en elektrisk motor skyddas mot:

Överbelastning

Rotorblockering

Störning

Frekvent omstart

Öppen fas

Kort till marken

Överhettning (via en signal från motorn via en PT100 -sensor eller termistorer)

Låg ström

Varning för överbelastning

Extern överlastreläinställning

Hellastströmmen vid den specifika spänningen som anges på typskylten är riktlinjen för inställning av överbelastningsreläet. Eftersom det finns olika spänningar i nätverken i olika länder kan elektriska motorer för pumpar användas både vid 50 Hz och vid 60 Hz i ett brett spänningsområde. Av denna anledning anges det aktuella intervallet på motorns typskylt. Om vi känner till spänningen kan vi beräkna den exakta strömförmågan.

Beräkningsexempel

Genom att veta den exakta spänningen för installationen kan du beräkna fullastströmmen vid 254/440 Y B, 60 Hz.

Data visas på typskylten enligt bilden.

Beräkningar för 60 Hz

Spänningsförstärkningen bestäms av följande ekvationer:

Beräkning av den faktiska fulllastströmmen (I):

(Strömvärden för delta- och stjärnanslutningar vid minsta spänning)

(Strömvärden för delta- och stjärnanslutningar vid maximala spänningar)

Den första formeln kan nu användas för att beräkna fullastströmmen:

I för "triangel":

Jag för "stjärna":

Värdena för fulllastströmmen motsvarar motorns tillåtna fullastningsström vid 254 Δ / 440 Y V, 60 Hz.

Uppmärksamhet : det externa motoröverbelastningsreläet är alltid inställt på den märkström som anges på typskylten.

Om motorerna är konstruerade med en belastningsfaktor som sedan anges på typskylten, t.ex. brukar anges på typskylten.

Varför behövs ett integrerat motorskydd om motorn redan är utrustad med överbelastningsreläer och säkringar? I vissa fall registrerar inte överbelastningsreläet motoröverbelastningen. Till exempel i situationer:

När motorn är stängd (otillräckligt kyld) och långsamt värms upp till en farlig temperatur.

Vid höga omgivningstemperaturer.

När det externa motorskyddet är inställt för högt utlöser strömmen eller är felaktigt inställd.

När motorn startas om flera gånger under en kort tidsperiod och startströmmen värmer upp motorn, vilket i slutändan skadar den.

Den skyddsnivå som det interna skyddet kan ge specificeras i IEC 60034-11.

TP -beteckning

TP står för termiskt skydd. Det finns olika typer av termiskt skydd, som indikeras med TP -koden (TPxxx). Koden innehåller:

Den typ av termisk överbelastning som termoskyddet har utformats för (första siffran)

Antal nivåer och typ av åtgärd (2: a siffran)

I pumpmotorer är de vanligaste TP -beteckningarna:

TP 111: Gradvis överbelastningsskydd

TP 211: Skydd mot både snabb och gradvis överbelastning.

Beteckning	Teknisk belastning och dess varianter (första siffran)	Antal nivåer och funktionsområde (2: a siffran)
TP 111	Bara långsamt (konstant överbelastning)	1 nivå när den är inaktiverad
TR 112
TP 121
TP 122
TR 211	Långsamt och snabbt (konstant överbelastning, blockering)	1 nivå när den är inaktiverad
TR 212
TR 221 TR 222		2 nivåer på larm och avstängning

TR 311 TR 321	Endast snabbt (blockering)	1 nivå när den är inaktiverad

Visning av tillåten temperaturnivå när motorn utsätts för höga temperaturer. Kategori 2 tillåter högre temperaturer än kategori 1.

Alla Grundfos enfasmotorer är utrustade med motoröverström och temperaturskydd i enlighet med IEC 60034-11. Motorskyddstypen TP 211 innebär att den reagerar på både gradvisa och snabba temperaturökningar.

Återställning av data i enheten och återgång till utgångsläget utförs automatiskt. Grundfos MG trefasmotorer från 3,0 kW är utrustade med en PTC-temperaturgivare som standard.

Dessa motorer har testats och godkänts som TP 211 -motorer, som reagerar på både långsamma och snabba temperaturstegringar. Andra elmotorer som används för Grundfos -pumpar (MMG -modellerna D och E, Siemens etc.) kan klassificeras som TP 211, men de har i allmänhet skyddstyp TP 111.

Informationen på typskylten måste alltid följas. Information om typ av skydd för en viss motor finns på typskylten - TP (termiskt skydd) enligt IEC 60034-11. Normalt kan internt skydd tillhandahållas med två typer av skyddsanordningar: Värmeskydd eller termistorer.

Termiska skyddsenheter inbyggda i kopplingsboxen

Termiska skydd, eller termostater, använder en bimetallisk brytare av snap-action-typ för att öppna och stänga kretsen när en viss temperatur uppnås. Termiska skydd kallas också "Klixons" (från Texas Instruments). Så snart den bimetalliska skivan når den inställda temperaturen öppnar eller stänger den gruppen av kontakter i den anslutna styrkretsen. Termostaterna är utrustade med kontakter för normalt öppen eller normalt stängd drift, men samma enhet kan inte användas för båda lägena. Termostaterna är förkalibrerade av tillverkaren och kan inte ändras. Skivorna är hermetiskt förseglade och sitter på kopplingsplinten.

Termostaten kan leverera spänning till larmkretsen - om den normalt är öppen eller termostaten kan stänga av motorn - om den normalt är stängd och seriekopplad med kontaktorn. Eftersom termostater finns på spoländarnas yttre yta reagerar de på temperaturen på platsen. När det gäller trefasmotorer anses termostater vara instabilt skydd vid bromsförhållanden eller andra förhållanden med snabba temperaturförändringar. I enfasmotorer används termostater för att skydda mot låst rotor.

Värmekretsbrytare inbyggd i lindningarna

Värmeskydd kan också byggas in i lindningarna, se illustration.

De fungerar som huvudströmbrytare för både enfas- och trefasmotorer. I enfasmotorer upp till 1,1 kW installeras värmeskyddet direkt i huvudkretsen för att fungera som ett lindningsskydd. Klixon och Thermic är exempel på termiska brytare. Dessa enheter kallas också PTO (Protection Thermique a Ouverture).

Inomhusinstallation

Enfasmotorer använder en enda termisk kretsbrytare. I trefasmotorer-två seriekopplade omkopplare placerade mellan elmotorns faser. Således är alla tre faserna i kontakt med värmekontakten. Termiska brytare kan installeras i slutet av lindningarna, men detta tenderar att öka responstiden. Strömställarna måste vara anslutna till ett externt styrsystem. Detta skyddar motorn mot gradvis överbelastning. För värmekretsbrytare krävs inget förstärkarrelä.

Värmekontakter SKYDD INTE motorn om rotorn är låst.

Funktionsprincipen för värmekretsbrytaren

Grafen till höger visar motstånd mot temperatur för en standard termisk kretsbrytare. Varje tillverkare har sin egen egenskap. TN ligger vanligtvis i intervallet 150-160 ° C.

Förbindelse

Anslutning av en trefas elektrisk motor med inbyggd värmekontakt och överbelastningsrelä.

TP -notering på grafen

Skydd enligt IEC 60034-11:

TP 111 (gradvis överbelastning). För att ge skydd vid en låst rotor måste motorn vara utrustad med ett överbelastningsrelä.

Den andra typen av internt skydd är termistorer eller positiva temperaturkoefficient (PTC) sensorer. Termistorer är inbyggda i elmotorns lindningar och skyddar den från låst rotor, långvarig överbelastning och höga omgivningstemperaturer. Värmeskydd tillhandahålls genom att övervaka temperaturen på motorlindningarna med hjälp av PTC -sensorer. Om lindningens temperatur överstiger avstängningstemperaturen ändras sensorns motstånd beroende på temperaturförändringen.

Som en följd av denna förändring, gör de interna reläerna strömmen till styrslingan för den externa kontaktorn. Elmotorn kyls ner och den acceptabla temperaturen på elmotorlindningen återställs, sensorns motstånd reduceras till initialnivån. Vid denna tidpunkt återställs styrmodulen automatiskt till sin ursprungliga position, såvida den inte tidigare har konfigurerats för att återställa och manuellt återaktivera.

Om termistorerna är självinstallerade i spolens ändar kan skyddet endast klassificeras som TP 111. Anledningen är att termistorerna inte har full kontakt med spolens ändar och därför inte kan reagera så snabbt som om de byggdes ursprungligen in i lindningen.

Termistortemperaturavkänningssystemet består av positiva temperaturkoefficient (PTC) -sensorer i serie och en elektronisk strömbrytare i en sluten kontrollbox. Uppsättningen av sensorer består av tre - en per fas. Motståndet i sensorn förblir relativt lågt och konstant över ett brett temperaturintervall, med en kraftig ökning vid svarstemperaturen. I sådana fall fungerar sensorn som en termisk kretsbrytare i halvledare och avaktiverar övervakningsreläet. Reläet öppnar styrkretsen för hela mekanismen för att koppla bort den skyddade utrustningen. När lindningstemperaturen återställs till ett acceptabelt värde kan styrenheten återställas manuellt.

Alla Grundfos -motorer från 3 kW och högre är utrustade med termistorer. Ett termistorsystem med positiv temperaturkoefficient (PTC) anses vara feltolerant eftersom ett fel på sensorn eller frånkoppling av sensorkabeln skapar oändligt motstånd och systemet reagerar på samma sätt som när temperaturen stiger - övervakningsreläet är av energisk.

Principen för termistorn

De kritiska motstånds- / temperaturförhållandena för motorskyddsgivare definieras i DIN 44081 / DIN 44082.

DIN -kurvan visar motståndet i termistorsensorer mot temperatur.

Jämfört med kraftuttags termistorer har följande fördelar:

Snabbare respons tack vare lägre volym och vikt

Bättre kontakt med motorlindningen

Sensorer installeras på varje fas

Ger skydd när rotorn är blockerad

TP -beteckning för motor med PTC

TP 211 -motorskyddet uppnås först när PTC -termistorerna är fullt monterade i ändarna av lindningarna på fabriken. TP 111-skyddet kan endast realiseras genom självinstallation på plats. Motorn måste testas och certifieras för att uppfylla märket TP 211. Om en motor med PTC -termistorer har TP 111 -skydd måste den vara utrustad med ett överbelastningsrelä för att förhindra konsekvenserna av beslag.

Förening

Figurerna till höger visar anslutningsdiagrammen för en trefas elektrisk motor utrustad med PTC-termistorer med Siemens trippenheter. För att genomföra skydd mot både gradvis och snabb överbelastning rekommenderar vi följande anslutningsmöjligheter för motorer utrustade med PTC -sensorer med TP 211 och TP 111 -skydd.

Om motorn med termistor är märkt TP 111 betyder det att motorn endast skyddas mot gradvis överbelastning. För att skydda motorn mot snabb överbelastning måste motorn vara utrustad med ett överlastrelä. Överbelastningsreläet måste vara seriekopplat med PTC -reläet.

Motorn TP 211 skyddas endast om PTC -termistorn är helt integrerad i lindningarna. TP 111 -skydd uppnås endast när det är anslutet oberoende.

Termistorerna är konstruerade i enlighet med DIN 44082 och tål en belastning på Umax 2,5 V DC. Alla frånskiljande element är utformade för att ta emot signaler från DIN 44082 termistorer, dvs termistorer från Siemens.

notera: Det är mycket viktigt att den inbyggda PTC-enheten är seriekopplad med överlastreläet. Upprepad återlukning av överbelastningsreläet kan leda till utbrändhet vid motorstopp eller hög tröghetsstart. Därför är det mycket viktigt att temperatur- och strömförbrukningsdata för PTC -enheten och reläet